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    打击动(dòng)目标(biāo)作战管(guǎn)理系(xì)统设计初探
    来源:新闻中心
    发布(bù)时间:2021年(nián)03月04日 编(biān)辑:中国电子科技集团(tuán)公司第二(èr)十(shí)八研究所专家杨新民(mín),付建苏

      摘 要:基(jī)于(yú)美军作战管理的理念(niàn),从理论研(yán)究角度,采用分层分级管理思想(xiǎng)设计了针对打击(jī)动目标任务的(de)作(zuò)战管理系统,提(tí)出了系统的(de)总体架构(gòu)、功能组成、使用流程、信息(xī)关系(xì),从系统构建角度进行了详细描述,将平时(shí)的预案拟制和战时的临机解算相结合,采用作战管(guǎn)理引擎,基于作战规则,综合管控各类战场资(zī)源,进行快速的战场响应和目标打(dǎ)击,形(xíng)成态势(shì)感(gǎn)知、临机规划、仿(fǎng)真推演和效果评(píng)估的信息闭环,对深入研究作战管理技术具有一定理论(lùn)借(jiè)鉴意义。

      关键词: 打击动目标;作战管理;资(zī)源(yuán)管控

      

    引 言

      随(suí)着武器、探测、通信(xìn)等装(zhuāng)备技术发展,现(xiàn)代战(zhàn)争越来越(yuè)具备大区域、高(gāo)动态、快节奏、强对抗等(děng)特(tè)征(zhēng),尤其针对打击动态目(mù)标作(zuò)战(zhàn)任(rèn)务,实时性要求显著提高、感知空间扩(kuò)大、作战时间空间窗口极度压缩(suō),传统的“人在回路”控(kòng)制(zhì)方式已经不可能高效完成打击任务(wù),具备信(xìn)息实时获取处理、作(zuò)战临(lín)机指挥决策、资(zī)源有(yǒu)效管理(lǐ)调度以(yǐ)及系统自(zì)主运行控制(zhì)等能力的指挥信息系统才能胜(shèng)任(rèn)。作(zuò)战管理(Battle Management,BM)[1]概念和(hé)技术应(yīng)运而(ér)生。

      按照美(měi)军联合出版物JP3-01定义,作战管理是(shì)指在作战环境中按照适当职权所赋予的指挥、指导与指示,对活动(dòng)进行管理。目前,对(duì)作战管理比较普遍认同的定义为,作战管理(lǐ)是指对作战空间内的传(chuán)感器和武器资(zī)源(yuán)进行以任务规划(huá)为核心(xīn)的指挥与控制,主要(yào)包括传感(gǎn)器和武器(qì)等资源管理。

      1.发展(zhǎn)现状

      作战(zhàn)管理一词最早出现在美国(guó)空军,由于20世纪60年代晚期(qī)及(jí)70年代早期雷(léi)达探(tàn)测范围相(xiàng)对较小,空军作战(zhàn)管(guǎn)理员(yuán)向(xiàng)友军的(de)航空航天部(bù)队(duì)提供对敌(dí)方的早(zǎo)期探(tàn)测并对其进行话音引导,以确保(bǎo)其(qí)实现空对空的击落。

      20世(shì)纪60年(nián)代,世界各国各类反舰导弹(dàn)发展迅猛,具有飞行速度快、飞(fēi)行高度低、雷达反(fǎn)射(shè)截面小、被(bèi)发现距离近、反(fǎn)应时间短(duǎn)等特点,特别是前苏联海军提出了“饱和攻击(jī)”战术后,美军航母战斗(dòu)群感受到了越来越(yuè)巨大的威胁。为了满足抵御饱和攻击(jī)的舰载防(fáng)空系统迫切需求,1967年美国国(guó)防部批(pī)准研究和开发“全自(zì)动作战(zhàn)指挥与武(wǔ)器控制系统”,即“宙斯盾”作战系统[2],其(qí)使用作(zuò)战管理系(xì)统,实现了宙斯盾舰相控阵雷(léi)达系统(tǒng)、武器控制系统、指挥决策系(xì)统(tǒng)等一体化综合(hé)集成[3],可对来自四面八方同时袭击的(de)大量(liàng)导弹组织有(yǒu)效防御反(fǎn)击。

      1991年后,非核专用反导系统逐渐(jiàn)进(jìn)入现(xiàn)役,作战管理(lǐ)得到推(tuī)广和认可。在(zài)美军反(fǎn)导系统的指挥控制、作战管理系统(Command and Control, Battle Management, C2BM)[4]中,重大决策仍由人实时或预先做出,在(zài)关键作(zuò)战阶段,系统需要通过完全的自动化指挥和控制在极短时间内(nèi)完成(chéng)多(duō)源信息融合、大量目标识别、威胁(xié)等级(jí)评(píng)估、拦截目标确定、武器拦截控制等动作,人在(zài)控制(zhì)环之外,处于(yú)监视及管理地位,只有发(fā)生意外时人才进行干预,如图1所示。

      1993年5月,克林顿(dùn)政府(fǔ)上台后宣布(bù)了“星球大战(zhàn)”时代的(de)结束,将弹道(dào)导弹防(fáng)御分(fèn)解成了两个部分:战(zhàn)区导弹防御系统(Theater Missile Defense,TMD)成为第一发展(zhǎn)重点(diǎn),国家导弹防御(yù)系统(National Missile Defense,NMD)成为第二发展重点。指挥控制、作战(zhàn)管理和通信(xìn)系统(tǒng)(Command and Control, Battle Management and Communication,C2BMC)在其中担负目标识别、弹道(dào)估计、威胁判断、目(mù)标数据修正和打击(jī)效果评估任务。

      2009年,C2BMC正(zhèng)式投入使用,在科罗拉多州施(shī)里弗空军基地导弹防御综合运行中心、彼德(dé)森空(kōng)军基地、夏(xià)延山国家军事指(zhǐ)挥中心、阿拉(lā)斯加的格(gé)里利堡、战(zhàn)略司令部、北方司令(lìng)部、欧洲司令(lìng)部、太平洋司(sī)令部及中(zhōng)央司令部均(jun1)配备部署有C2BMC数据终端(duān)。

      美(měi)军按(àn)照分步设计(jì)、分步研制、分步部署(shǔ)、螺(luó)旋推进(jìn)的原则推进系统研制(zhì)和部署,当(dāng)前最新版本为(wéi)8.2,并实现(xiàn)了包括态(tài)势感知(zhī)(situation awareness,SA),适应(yīng)性规划(adaptive planning,AP),作战管(guǎn)理(battle management,BM),通信(communication,C),建模、仿真(zhēn)与分析(modeling and simulation  & analyse,MS&A)和试(shì)验训练(liàn)(training and exercise,TEX)等6种核(hé)心能力[5]。

      本(běn)文(wén)基于对美军作(zuò)战(zhàn)管理原理理(lǐ)解,抛砖引玉,提出打击动目标作战管理系统(tǒng)设计,以期对作战管(guǎn)理的(de)研究提(tí)供参考作用。

    2.系统架构(gòu)

      打击动目标作(zuò)战(zhàn)管(guǎn)理系统是一种以战(zhàn)场实时态势信息为驱(qū)动、以各类基础设施功能为支撑(chēng)[6],实现(xiàn)在(zài)不(bú)同威胁等级(jí)、不同(tóng)作战状态下基于规则的运转自动化、控(kòng)制(zhì)调(diào)度自主化和(hé)任务解(jiě)算实时化(huà),满足作战(zhàn)实时快速处理和临机决(jué)策的要求,是整个作战指挥系(xì)统的“中(zhōng)枢神(shén)经系(xì)统”[7];基础设施提(tí)供的功能(néng)贯(guàn)穿作战的全过程,为任(rèn)务规划(huá)和作战管理系统提供指(zhǐ)挥控制手段、辅助工具以及基础(chǔ)数据;规划系统侧重于(yú)战前的筹划,为指挥人员提高战前筹划与决策支(zhī)持(chí),为作战管理提供各(gè)种规(guī)划方预案;作战管(guǎn)理系统侧重于战时(shí),是(shì)动(dòng)态的,主要实现对侦察传(chuán)感器资(zī)源、武器系统(tǒng)资源的管控。

      打(dǎ)击动目标作战管理系统总体架构如图2所示,该系统(tǒng)包括(kuò)决策级、行动级(jí)和执行级作战管理[8-9];在逐级指挥(huī)作战情况下,决策级作战管理对应于区域级指挥(huī)系统,行动级对应于旅(lǚ)(团)级指挥(huī)系统,执行级对应于具体作战单元,包(bāo)括(kuò)火力单(dān)元、探(tàn)测单元等(děng)终(zhōng)端(duān)。决策(cè)级作(zuò)战管理依据任务(wù)使(shǐ)命和作战目标决策形成作战(zhàn)方案;行动级作战管理基于决策结果生成任(rèn)务序列,供执行级作战管理(lǐ)执行相(xiàng)应动作(zuò)。

      

      图(tú)2 系统总(zǒng)体架(jià)构

    3.功能组成(chéng)

      打击(jī)动目标作战管理系统主要包(bāo)括六大类功能(néng),如(rú)图3所(suǒ)示,六大类包括:作战管理(lǐ)引擎、作战规则(zé)管理与运(yùn)用、资(zī)源管控、实时解(jiě)算、作战时空分析和作战评估。

      

    图3 打(dǎ)击动目标(biāo)作战管理系统功能组成

    3.1作战管理引擎(qíng)

      作战(zhàn)管理(lǐ)引擎是系统运行(háng)的(de)马达和(hé)离(lí)合,控制系统(tǒng)自(zì)动运行,包(bāo)括自主(zhǔ)运控、作(zuò)战进程调度和作战序列调度,为信息的实时自动流转和功能快(kuài)速自动衔接提(tí)供支撑,并可(kě)用于确(què)定(dìng)作战(zhàn)进程及我方各种作战资源的接战时(shí)序。

    3.2作战规则(zé)管(guǎn)理与(yǔ)运用

      作战规则管理与运用(yòng)主要功能是对打击动目(mù)标作战管理系统在作战实施过程中各阶段的作战规(guī)则进行维(wéi)护,为(wéi)作(zuò)战管理(lǐ)系统各(gè)功能模(mó)块的自主有序工作提供支(zhī)撑。作(zuò)战规则管理(lǐ)与运用是系统运行的准则和规范,保证系统智能运行;这两类(lèi)功能作为系统运行支撑。

    3.3资(zī)源管控

      资源管(guǎn)控包(bāo)括资源和(hé)目标的分配决(jué)策以(yǐ)及资源监控等功能;资源分配决策主要是基于规划成果,根据时空(kōng)分析(xī)结(jié)果和(hé)作战时序,将传感器、武器与(yǔ)目标进行快速配对;资源监控则是各传感器、武器的工作状(zhuàng)态进行(háng)监控,确(què)定我方在(zài)作战过程中可用的(de)作战资源(yuán),并根(gēn)据作战时(shí)序(xù)、作战进程及资源分(fèn)配结果,快速生成资(zī)源控制指令。

    3.4实时解算(suàn)

      实时(shí)解算是根据敌方移动(dòng)目标进行威(wēi)胁评估,基于规划系统(tǒng)提供的作战预案(àn),对当前威胁等级、可(kě)用(yòng)作(zuò)战资源(yuán)进行分析,确定打击方案,并通过(guò)与仿真评估模块的(de)不断交互迭代,实现对作战方案的优化调整。

    3.5作战时空分析

      确定满足时间、空间(jiān)、武器、传感器的射击窗口,辅助各作战要(yào)素接战计划(huá)快速生成(chéng)和各作战要素接战活动(dòng)时间表(biǎo)的制定。

    3.6作战(zhàn)评估

      作战评估模(mó)块包括作战(zhàn)方案临机推演评估和作(zuò)战效果(guǒ)评估(gū),负责对作战方案进行实时仿真(zhēn)评价,对我方武器(qì)的(de)最终打击(jī)效果进行评(píng)估。

    4.使(shǐ)用流程

    4.1 决策级

      在决策级,区域级情报系统接(jiē)收综合情报信(xìn)息,经处理后(hòu)产生目(mù)标信息与威胁估计信息,并将结果实时(shí)发送(sòng)给区域级作战(zhàn)管理系统;区域级作战管理系统接收武(wǔ)器(qì)状(zhuàng)态信息,并(bìng)向区域级情报系统发送实时探测控制命令及请求;区域级作(zuò)战管理系(xì)统形成作战命令,并快(kuài)速下发给行动级作战管理(lǐ)软件;

    4.2 行动级

      在行动级(jí),旅(团)级作(zuò)战管理系(xì)统接收武器系统上报的实时状态信(xìn)息并(bìng)下(xià)达控制指令;旅(团)级情报(bào)系统接收探测指令并(bìng)下发传感器控制指令,同时负责将所得情报信息和(hé)传感器状态信息(xī)发送给(gěi)区域级系统(tǒng)。旅(团)级(jí)作战(zhàn)管理系统(tǒng)向本级情报系统(tǒng)发(fā)送探测保障协同请求,本级情报系统反馈情报信息;

    4.3 执行级

      在执(zhí)行(háng)级,武器设置作(zuò)战管(guǎn)理终(zhōng)端,接收控制指(zhǐ)令,上报武器状态信息;探(tàn)测系统设置作战管理终端(duān),接收控制指令并反馈探测信息。

    5.信息交(jiāo)互

      打(dǎ)击动(dòng)目标作战管理系统具备的(de)时(shí)空分析、实时解算、资源(yuán)管控(kòng)和作(zuò)战评估等功能模块之间信息交(jiāo)互关系如(rú)图(tú)4所示。

      

      图4 打击动目标作战(zhàn)管理系统(tǒng)信(xìn)息交(jiāo)互关系(xì)

      为(wéi)实现(xiàn)上述信息交互,作战管(guǎn)理引擎、作(zuò)战规则管(guǎn)理(lǐ)与运用功能模块的作(zuò)用分(fèn)别是:

    5.1 作战管理引擎

      打击动目(mù)标作战(zhàn)管理系统的信息交互和功能调度主(zhǔ)要通过(guò)作战管理引擎实现(xiàn),作战(zhàn)管理(lǐ)引(yǐn)擎相(xiàng)当(dāng)于“操作系统(tǒng)的内核”,资源(yuán)管控、作战时空分析等(děng)模(mó)块是基于内核运行的各类应用服务(wù),各模块间的信息交互均需要由作战管理引擎提供传(chuán)输通道。作战管理引擎(qíng)的核心是自主运(yùn)控功(gōng)能(néng),由并(bìng)行处理、总线控制、实时调(diào)度、人工(gōng)干预子模块组成(chéng)。

      (1)并行处理负责工作流的并(bìng)行(háng)执行,提高系统运行效率;(2)总线(xiàn)控制负责管理作战管理引擎与各功能(néng)模块间的(de)接口(kǒu);(3)实(shí)时调度(dù)处理负责对各种信(xìn)息接收、处理(lǐ)及分发进程(chéng)的快速实时(shí)调度;(4)指(zhǐ)挥(huī)员干预可使(shǐ)指挥员(yuán)处于系(xì)统外部监视系统核心模块的自主运控情况(kuàng),必要时可由指(zhǐ)挥员手动改变系统运行状态。

    5.2 作(zuò)战规则管(guǎn)理与运用(yòng)

      作战管理引擎为能够自主(zhǔ)生成作战进(jìn)程和接战(zhàn)序列(liè),驱动各功能模块高效有序工(gōng)作(zuò),需要依赖(lài)各(gè)类作战规则。作(zuò)战规则管理(lǐ)与运用能够根(gēn)据具体作(zuò)战(zhàn)要求(qiú)提出规则,进行定制,形(xíng)成作战规(guī)则(zé)库。作战管理系统外部的传感(gǎn)器(qì)系统(tǒng)和(hé)武器系统为(wéi)作战管理系统提供探测系统(tǒng)状(zhuàng)态信(xìn)息、探测情(qíng)报信(xìn)息、武器状态信息等。

    结(jié) 语(yǔ)

      本文吸纳(nà)美军作(zuò)战管理(lǐ)理念,提出了一种打击动目标(biāo)作战管理系统设计构想(xiǎng),以期(qī)实现作战(zhàn)资源的优化(huà)配置、时空窗口(kǒu)的实(shí)时解算、交战方(fāng)案的临机决(jué)策和作战力量的(de)智能调度(dù),打造信息快速流(liú)转、功(gōng)能快速(sù)衔(xián)接、方案(àn)快速决策(cè)、系统紧密铰(jiǎo)链的作战体系,希望能对指挥控制装备的(de)发展提供有益的参考(kǎo)。

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